武器裝備體系作戰能力探索性評估方法研究

成 浩，何新華，屈 強，張維超

(1.陸軍裝甲兵學院 信息工程系， 北京 100072; 2.中國人民解放軍66136部隊， 北京 100042)

改革強軍新形勢下，我軍形成軍委-戰區-部隊的新型聯合作戰指揮體制。新體制是運行在信息化條件下聯合作戰的新型指揮模式，它的“新”主要在于不同于以往的作戰樣式，它不再局限于單一軍兵種部隊的作戰力量、編制體制，更多的體現在戰場全局作戰力量的系統聯動、協同配合、信息互通。另外，軍事科技的不斷發展和進步，武器裝備更新速度加快，伴隨著功能和種類的多樣化，單一武器裝備在對抗中所體現的作用逐漸弱化，更多的要考慮體系對抗中不同系統之間的整體聯動、協同配合。

傳統的武器裝備體系作戰能力評估方法通常采用優化模型求出唯一的最優解，再利用靈敏度分析方法，考察最優解對參數微小變化的敏感程度，以此來了解不確定性的潛在影響[1]。雖然可以得到體系能力評估的最優解，但卻無法提供多種備選方案，難以全方位多視角為決策者提供方法建議。而探索性評估方法能夠彌補傳統評估方法的不足，它通過對裝備體系不確定因素的反復探索，獲得多種水平影響因子組合下的裝備體系方案。

1 武器裝備體系作戰能力評估

1.1 武器裝備體系

武器裝備是用于作戰和保障及其他軍事行動的武器、武器系統、電子信息系統和技術設備、器材等的統稱。主要指武裝力量編制內的艦艇、飛機、導彈、雷達、坦克、火炮、車輛和工程機械等。[2]

武器裝備體系是由多種武器裝備系統組成的更高層系統，其各系統在功能上相互聯系、相互作用，在效能上優于系統效能的單純疊加，也就是說它的總體行為超越部分，也同時具有一般體系層次性、功能多樣性、結構關聯性和整體綜合性等特點。

1.2 作戰能力

作戰能力，也就是戰斗力，是武裝力量遂行作戰任務的能力。由人、武器裝備和人與武器裝備的結合等基本要素構成[2]。通常認為武器裝備體系作戰能力是指在特定環境下執行某項作戰任務時武器裝備體系所具備的實力，是一個相對靜態的概念，與具體的作戰運用過程無關，由武器裝備體系的組成結構特性、裝備數量、作戰運用方式等決定。信息化條件下，武器裝備體系作戰能力，是以信息技術為紐帶，將高效的指揮控制、實時的態勢感知、精確的火力打擊、快速的機動突擊、全維的生存防護和綜合裝備保障融為一體形成的體系整體作戰能力。

1.3 作戰能力評估

作戰能力評估是指對作戰能力的各個組成要素進行綜合評價估量[3]。也是為了解部隊戰斗力情況，及時認清短板弱項，確保對癥下藥，科學提升作戰能力而對部隊日常戰備建設水平、戰時綜合作戰水平進行的評定和估量。

2 常見的作戰能力評估方法

經過多年的廣泛研究，國內外專家學者在武器裝備作戰能力評估方面取得了一定的成果。目前比較常見的方法主要包括定性評估法、解析評估法、指數評估法、統計評估法、指標體系評估法和綜合集成評估法。

1) 定性評估法。定性評估法是由評估者根據武器裝備體系的相關特征及其作戰運用情況，利用自身定性經驗直接判斷武器裝備體系的作戰能力。該類方法有較小的約束性、判斷比較直觀方便，能夠充分反映評估者的知識經驗儲備和主觀偏好。但由于評判的主觀性、隨意性過大，也導致了結論的穩定性差且可信性不高，結果難以接受。

2) 解析評估法。解析評估法是從上到下劃分整體作戰能力為各類基礎指標，再通過解析表達式逐項計算求解，最終獲得體系作戰能力評估值[4]。該類方法計算模型簡單明確，層次清晰，計算難度低。缺點是考慮因素不夠全面，預設條件嚴格受限，不適用于體系對抗下聯合作戰的能力評估。

3) 指數評估法。指數評估法將武器裝備體系逐層劃分成各項裝備模塊，運用各裝備模塊自身性能參數構建參數公式進行能力評估，最終獲得表現裝備體系的作戰能力評估值。該類方法主要考慮武器裝備自身的各類技術指標，忽略或者規避了許多不確定的因素，并且模型系數主要還是依靠軍事專家的主觀經驗評定，模型結構較為簡單，易用性強，適用于對武器系統的整體分析和快速評估。

4) 統計評估法。統計評估法是將戰史戰例、軍事演習和裝備試驗等過程中獲取的數據及資料作為參考依據，采用數理統計方法對數據進行分析處理以得到評估參考結果。具體統計方法主要有抽樣調查、參數估計、回歸分析、假設檢驗及相關分析等。該類方法對裝備整體的能力指標評估比較全面，具有較強的表現性，得到的評估結果較為可靠準確，參考作用極強。在當前大數據發展背景下運用統計評估的方法進行能力評估，符合部隊作戰籌劃要進行“精算、深算、細算”的時代要求，但本方法對數據的依賴性較強。

5) 指標體系評估法。指標分析方法是采用建立指標體系的方式，將整體體系的作戰能力逐級分解為各作戰子系統、裝備單元等的分能力指標，將能獨立量化采集的能力指標作為基礎指標，通過加權綜合方法確定體系作戰能力評估值。其實質為對多維指標空間的降維處理。該類方法能夠對復雜的武器裝備系統構成的全要素進行清晰分解，但也容易忽略了各指標關系間的非獨立性而影響系統全要素整體的協同性。另外對能力指標的綜合加權處理易產生對高低評價指標的平均趨勢，易造成最終評估結果不穩定。

6) 綜合集成評估法。綜合集成評估法是運用綜合集成研討廳專家經驗知識、前人總結方法成果和裝備固有知識來解決復雜問題的方法，同樣適用于從宏觀上研究體系作戰能力的評估問題。綜合集成方法工作主要包括3個方面：一是從定性到定量。即通過利用專家的定性經驗知識，將裝備體系轉化成可以解析計算和進行仿真實驗的模型。二是綜合集成。即綜合運用各種評估方法的研究成果。三是專家研討。即對處理無法用模型或者數據描述的不確定問題時，要通過各方面專家參與研討解決。

3 基于探索性方法的作戰能力評估方法研究

探索性方法(Exploratory Analysis)是Rand公司在20世紀90年代研究國防規劃與裝備論證問題時，在聯合一體化應急模型(JICM)和戰略評估系統(RSAS)的開發中總結出的一種新的系統分析方法。2000年蘭德公司將該方法利用在其題為《恐怖的海峽：中臺對抗的軍事問題與美國的政策選擇》的研究報告中，以2005年發生臺海軍事沖突為背景進行模擬推演，主要考慮了7個關鍵變數的影響，進行了1 700多次模型計算，最后分析和總結了計算機模型推演的結果。它注重利用數學模型和系統分析經驗，通過交互式改變大量的輸入變量，可以有效地求得用戶滿意的復雜問題的可行解、優化解及近似最優解，是解決復雜軍事問題的有效方法[5]。

探索性分析是在對武器裝備體系具備宏觀和整體認識的情況下，充分考慮體系的各種不確定因素對模型計算的影響，研究分析在各因素條件下所得出的不同定量化結果，完成對特定作戰任務下各種不確定因素對所研究系統作戰能力的影響，為戰略決策的制定和修改提供定量化的依據。它注重利用數學模型和系統分析經驗，通過交互式改變大量的輸入變量，可以有效地求得用戶滿意的復雜問題的可行解、優化解及近似最優解，是解決復雜軍事問題的有效方法[5]。此方法的主要局限性是：要求研究人員對系統宏觀有深入的認識，仿真建模難度較大，隨不確定變量的增長模型復雜度急劇增高，要求計算資源巨大，需要具備對海量數據的分析處理能力，且對專家依賴性大。因此，該方法更加適用于解決宏觀范圍內的作戰能力評估問題。

1) 評估流程

武器裝備體系作戰能力探索性評估是在一定的軍事背景和作戰任務下，利用少量對體系有重要影響的不確定因素對裝備體系仿真模型進行多次探索仿真實驗，得到多種方案下體系能力結果，再通過綜合評估分析最終實現對裝備體系結構優化與作戰策略的改進。圖1給出了基于探索性方法的裝備體系作戰能力的評估流程。

2) 高層戰略分析

作戰能力是一種處在一定軍事背景和作戰任務中受多重因素影響的復雜系統，而新時代聯合作戰是體系與體系間的對抗[6]。針對特定的軍事背景和作戰任務對武器裝備體系進行戰略性的系統分析，宏觀認識武器裝備體系及其作戰樣式，明確下探索性方法所研究的決策目標，盡可能多的獲得涉及探索性方法中武器體系及實驗背景相關的信息。

3) 識別不確定因素

綜合考慮作戰背景下主要裝備性能參數、自然環境、系統協同關系、作戰策略等不確定因素的影響，找出對目標結果影響比較大的不確定因素，定為本次實驗的不確定空間。在其他已知因素的前提下，分析研究各不確定因素的取值范圍，形成由多種取值的組合方案構成的方案空間。

4) 作戰想定空間

在確立和制定作戰想定時，應首先進行威脅分析，主要分析作戰的背景、環境、任務和對象，重點分析各參戰方的兵力規模結構、武器裝備配置、主要作戰樣式、作戰意圖、戰例戰績、重點作戰區域等[7]，作為制定想定的依據。想定可根據任務階段不同進行分級，再根據不同作戰階段分別進行細化，確定各參戰方在對抗各階段所采取的作戰計劃、投入兵力和武器裝備等。

5) 裝備體系建模

在特定的作戰背景和作戰任務條件下，依據作戰想定進行裝備體系方案的設計。武器裝備體系主要由若干武裝裝備系統組成，各系統下又由若干武器平臺或裝備單元組成。體系最小粒度下裝備構成的作戰能力表征又直接體現在評估指標中。本文根據分辨率由高到低的順序層次劃分，將裝備體系模型分為體系層-系統層-平臺/裝備單元層-指標層，如圖2所示。需強調的是這里所建立的裝備體系模型并非單純的層次疊加，而是需要綜合考慮體系對抗的特點，全面細致描述各層間及同層間的復雜交互關系，如指揮控制、上報、通傳、作戰協同、信息支援和物資保障[9]等關系，充分反映實戰條件的體系對抗需要。

6) 探索性仿真實驗

根據構建的武器裝備體系仿真模型，進行仿真實驗設計。針對對問題目標敏感的不確定因素進行探索性方法研究，得到在方案空間內各種不確定性因素組合而產生的系統結果，即不確定性因素對體系作戰能力的影響[8]。文獻[1]實例中在某種想定基礎下圍繞影響因素導彈的命中概率和射程確定探索空間進行仿真實驗，通過調整不同數值下的射程和命中概率進行仿真實驗，得到一定數量關于導彈發射數量、命中數量、未命中數量、攔截概率等實驗結果。

7) 實驗結果分析

從實驗結果中挖掘信息，通過了解不同水平的影響因素條件下裝備體系作戰能力效果信息，系統推斷出某特定作戰背景條件下最優的裝備體系作戰能力表現方式，為優化作戰編成、更好發揮裝備體系效能發揮作用。

8) 裝備體系結構優化與作戰策略改進

根據探索性方法研究的結果提出對武器裝備體系結構優化的建議或給出能使體系能力滿足作戰任務要求的作戰策略，為輔助高層決策提供服務。當然，也可以在此基礎上繼續進行對其他不確定因素的探索性方法研究。

4 結論

在作戰能力評估方法的選擇中應當根據評估的目的和評估系統的特性進行合理化選擇。將探索性方法運用到裝備體系作戰能力評估領域，是信息化戰爭條件下建立在復雜系統理論和體系工程基礎上的體系對抗需要以及對未來復雜戰場全局預知把握的頂層決策支撐。本文在簡要介紹常見作戰能力評估方法的基礎上，重點介紹了裝備體系作戰能力探索性方法的評估流程和評估各階段的理論工作思路，從實際角度為探索性能力評估提供一套行之有效的方法流程。下一步將會結合復雜戰場環境中裝備體系仿真需求，就體系對抗中主要影響因子、裝備仿真的力度和仿真實驗的精細化算法等方面展開研究。

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